Бесконтактный тиристорный пускатель ПБТ | ГОРНОЗАВОДСКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
Бесконтактный тиристорный пускатель ПБТ
Бесконтактный тиристорный пускатель ПБТ предназначен для комутации приемников электрической энергии в электрических цепях 0.4 кВ трехфазного переменного тока.
ПБТ служит для замены пускателей с подвижными механическими контактами и может быть использован для оснащения любых механизмов в самых тяжелых условиях эксплуатации (частые пуски, запыленность, высокая влажность и температура).
Бесконтактный тиристорный пускатель существенно увеличивает надежность привода, так как тиристорные ключи не содержат подвижных частей и не подвержены механическому износу с течением времени. Применение ПБТ значительно уменьшает трудовые затраты на обслуживание электропривода.
Бесконтактный тиристорный пускатель ПБТ обеспечивает:
- Бесконтактную комутацию приемников электрической энергии;
- Многоуровневую защиту силовой части от электромагнитных помех;
- Принудительное охлаждение и защиту от перегрева тиристоров;
- Продолжительность включения вплоть до 100%;
- Увеличенный диапазон перегрузки по току.
Состав ПБТ и принцип его работы:
Принцип работы ПБТ заключается в использовании тиристорных ключей для коммутации цепей нагрузки. Управление тиристорами осуществляется импульсами тока.
Каждый бесконтактный тиристорный пускатель в своем составе содержит: тиристорные модули установленные на охладителе, плату управления тиристорами, вентиляторы принудительного охлаждения с источником питания, схему защиты от перегрева с датчиками температуры, клеммники для подключения цепей нагрузки и управляющих цепей. Функциональная схема ПБТ показана на рис. 1. Основные технические характеристики приведены в таблице 1.
Рис.1. Функциональная схема бесконтактного тиристорного пускателя ПБТ.
Таблица 2 — Типоразмеры бесконтактных тиристорных пускателей ПБТ.
| типоразмер ПБТ | Номинальный ток ПБТ*, А | Максимальная перегрузка по току в течении 2 с, А | Номинальное напряжение, В | Габаритные размеры ВxШxГ, мм |
| ПБТ-1 | 100 | 300 | 400 | 355х294х237 |
| ПБТ-2 | 200 | 600 | 400 | 385х334х237 |
| ПБТ-3 | 300 | 900 | 400 |
© Горнозаводское объединение 1995-2020
г.Челябинск, ул.Монтажников 9, (351)735-33-65,735-33-69
Конструкция и схема включения
а) Магнитный пускатели. Магнитный пускатель на номинальный ток 10 А (рис. 3.1, а) имеет мостиковую контактную систему (позиции 3, 9, 11) с металлокерами-ческими контактами 4, расположенными в ДУ 1. Контактное нажатие создается пружиной 14, упирающейся в траверсу 2. На контакты воздействует электромагнит 10 с Ш-образным магнитопроводом и короткозамкнутым витком 13, расположенным на неподвижной части магнитопровода 6.
Возвратная пружина 7 расположена внутри электромагнита. На его среднем стержне размещена катушка
Рис. 3.1. Магнитный пускатель серии ПМЛ
б) Тиристорные пускатели. Бесконтактные тиристорные пускатели находят широкое применение во взрыво- и пожароопасных производствах и других областях техники, требующих высокой надежности.
Силовой блок пускателя содержит силовые тиристоры и диоды, рассчитанные на номинальный и пусковой токи двигателя (рис. 3.2). При подаче сигнала управления на электроды тиристоры открываются и двигатель подключается к сети. В отрицательный полупериод, когда тиристоры закрываются отрицательным анодным напряжением, ток двигателя проходит по диодам. Диоды могут быть заменены тиристорами.
Рис.3.2. Тиристорный пускатель
При снятии сигнала управления (при перегрузке, потере фазы, нажатии кнопки «Стоп») тиристоры закрываются. Следующий период тока пропускается диодами. После этого диоды закрываются и двигатель отключается от сети. Защита двигателя и силовых тиристоров от токов КЗ в данном пускателе осуществляется быстродействующими предохранителями типа ПНБ-5.
По сравнению с контактными тиристорный пускатель обладает следующими преимуществами:
1. Отсутствие электрической дуги при коммутациях делает аппарат незаменимым в во взрывоопасных и пожароопасных средах.
мВысокая электрическая износостойкость (15*10 циклов)
2. Совершенная защита от токов перегрузки и КЗ, а также при потере фазы, что обеспечивает увеличение срока службы двигателя.
3. Допустимое число включений достигает 2000 в час.
4. Длительность отключения не превышает 0,02с.
5. Высокая надежность и долговечность, а также отсутствие необходимости в уходе при эксплуатации.
Недостатками тиристорного пускателя является сложность схемы, большие габариты и высокая стоимость.
Узнать еще:
Контактор КТ-3Е – тиристорный пускатель, идеально подходящий для коммутации больших нагрузок
Тиристорный контактор КТ-3Е – это современный пускатель со встроенным вентиляторным охлаждением, предназначенный для коммутации больших нагрузок. Этот мощный коммутатор идеально подходит для работы по схеме звездой или по схеме треугольник.
Тиристорный контактор КТ-3Е – это современный пускатель со встроенным вентиляторным охлаждением, предназначенный для коммутации больших нагрузок. Этот мощный коммутатор идеально подходит для работы по схеме звездой или по схеме треугольник.
Хотя КТ-3Е и представляет собой 3-х фазный регулятор, он отлично подходит для коммутации однофазных нагрузок с током до 1800 ампер в схеме с параллельным подключением когда все входа и выхода включаются параллельно. А значит, данный силовой контактор является универсальным многофункциональным прибором, подходящим для решения сложных задач.
С помощью прибора может производиться также и включение индукторов для нагрева, либо закаливания деталей в индукционных печах. А поскольку подключение нагрузки осуществляется бесконтактным способом, коммутатор не имеет в своем составе изнашиваемых элементов, то это существенно продлевает срок его службы.
Кроме того, разработанная конструкция тиристорного коммутатора позволила избавиться от посторонних звуков во время включения нагрузки. Поэтому предлагаемый вашему вниманию модуль является отличной альтернативой устаревшим механическим контакторам.
Отдельно стоит отметить, что тиристорный регулятор управляется при помощи микроконтроллерного блока, что существенно расширило его возможности. Этот мощный контактор дает возможность не только контролировать силу тока в каждой из его фаз, но и определять температуру в каждом из тиристоров, что позволяет сделать работу приборов максимально эффективной.
А тот факт, что 3-х фазный контактор КТ-3Е дает возможность производить тестирование силовых цепей без использования специальных приборов, делает его использование еще более удобным. К тому же, этот мощный регулятор может вести запись последних аварий, что позволяет оперативно выявлять причины возникновения внештатных ситуаций.
Продуманность конструкции внутренних блоков регулятора сделала работу с ним максимально простой и удобной. С проведением технического обслуживания и планового ремонта прибора без труда справится один наладчик, а значит, вам не придется увеличивать расходы на персонал.
А благодаря тщательно продуманному решению с охлаждением тиристоров, модуль может быть использован на рабочих токах выше 1000 ампер, правда, в этом случае требуется, чтобы температура воздуха на входе не превышала отметку в 15 градусов.
Многие энергетики по разному могут называть приборы подобного класса: тиристорные контакторы и тиристорные пускатели, а так же бесконтактный пускатель. При этом это лишь вариация названия при одной и той же сущности прибора.
Нашли опечатку в тексте? Выделите её и нажмите ctrl+enter
Пускатель бесконтактный тиристорный ПБТ
Пускатель бесконтактный тиристорный ПБТ предназначен для комутации приемников электрической энергии в электрических цепях 0.4 кВ трехфазного переменного тока.
ПБТ служит для замены пускателей с подвижными механическими контактами и может быть использован для оснащения любых механизмов в самых тяжелых условиях эксплуатации (частые пуски, запыленность, высокая влажность и температура).
Пускатель бесконтактный тиристорный существенно увеличивает надежность привода, так как тиристорные ключи не содержат подвижных частей и не подвержены механическому износу с течением времени.
Пускатель бесконтактный тиристорный ПБТ обеспечивает:
Бесконтактную комутацию приемников электрической энергии.
Защиту силовой части от электромагнитных помех.
Принудительное охлаждение и защиту от перегрева тиристоров.
Состав ПБТ и принцип его работы:
Принцип работы ПБТ заключается в использовании электронных полупроводниковых ключей на основе тиристоров для коммутации цепей нагрузки. Управление тиристорами осуществляется импульсами тока.
Каждый бесконтактный тиристорный пускатель в своем составе содержит: тиристорные модули установленные на охладителе, плату управления тиристорами, вентиляторы принудительного охлаждения с источником питания, схему защиты от перегрева с датчиками температуры, клеммники для подключения цепей нагрузки и управляющих цепей. Функциональная схема показана на рис. 1.
Рис.1 — Схема функциональная пускателя бесконтактного тиристорного ПБТ.
Основные характеристики пускателя бесконтактного тиристорного ПБТ:
Таблица 1. Типоразмеры ПБТ по току нарузки:
| Номинальный ток*, А | Максимальная перегрузка по току в течении 2 с, А | Номинальное напряжение, В | Габаритные размеры ВхШхГ | |
| ПБТ-1 | 100 | 400 | 355х294х237 | |
| ПБТ-2 | 200 | 600 | 400 | 385х334х237 |
| ПБТ-3 | 300 | 900 | 400 | 440х344х237 |
*При ПВ=60%
Таблица 2. Основные характеристики ПБТ:
| Режим работы (продолжительность включения в % от рабочего цикла) | 40, 60, 100 |
| Количество включений в час | Не ограничено |
| Коммутационная стойкость тиристоров, млн. циклов | Не ограничено |
| Падение напряжение на контакторе не более, В. | 1 |
| Собственное время включения не более, с. | 0.02 |
| Собственное время отключения не более, с. | 0.02 |
| Время задержки при реверсировании, с. | ≈ 0.20 |
| Количество входов управления | 1 |
| Тип входов управления | Сухой контакт |
| Выходы управления | 1 |
| Функция выхода управления | |
| Тип выхода управления | Переключающий контакт, тип С |
| Нагрузочная способность выхода управления | 8А / 250В 50Гц |
| Параметры окружающей среды | |
| Диапазон рабочих температур °С | -40…+60 |
| Относительная влажность | не более 90% |
| Атмосферное давление | 84…106,7 кПа |
| Степень пылевлагозащиты | IP00 |
анализ аналогов и обоснование разработки – тема научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка
УДК 621.3
Combined Magnetic Starter Width Microcontroller Control for Local Regulations Systems: Analysis of Analogues and Rationale for Development
Alekseev P. P.
Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia
Abstract. In the article advantages and disadvantages of magnetic and thyristor starters are considered, and the design and principle of operation. In work, based on the results of the analysis of the design of existing starters, a combined magnetic starter with microcontroller control with the advantages of magnetic and thyristor starters is justified in the circuit of the electric actuator functioning by a gate valve in the local control.
Keywords: electrical engineering, magnetic switch, electric drive, gate valve
Комбинированный магнитный пускатель с микроконтроллерным управлением для локальных систем регулирования: анализ аналогов и обоснование разработки
Алексеев П. П.
Институт информационных технологий и коммуникаций АГТУ, г. Астрахань,
Российская Федерация.
Аннотация. В статье рассмотрены достоинства и недостатки магнитных и тиристорых пускателей, и конструкция и принцип работы. В работе, на основании результатов анализа конструкции существующих пускателей, в схеме функционирования электропривода задвижкой в локальной системе регулирования, обоснован комбинированный магнитный пускатель с микроконтроллерным управлением, обладающий достоинствами магнитного и тиристорного пускателей.
Ключевые слова: электротехника, магнитный пускатель, электропривод, задвижка.
Устройства, которые предназначены для автоматического включения и отключения трехфазных электрических двигателей от сети, а также их реверсирования называют магнитными пускателями. Как правило, они используются для дистанционного управления
трехфазными асинхронными электродвигателями с короткозамкну-тым ротором. Они работают при переменном токе, напряжением 380 и 660 вольт, с частотой 50 Гц. Пускатели могут быть реверсивные и не реверсивные. Дополнительно, магнитные пускатели в совокупности с тепловыми реле, защищают управляемые электродвигатели от возможных перегрузок с недопустимой продолжительностью.
К преимуществам тиристорных пускателей можно отнести их безыскровое переключение без разрыва контактов. Поэтому их используют в ответственных электроустановках с частыми переключениями. В то же время они чувствительны к перенапряжениям сети, являются более дорогими устройствами и вследствие постоянного переключения пары тиристоров на фазе, при падении напряжения примерно в 1,5В на элементе, являются энергопотребляющими переключателями.
Рисунок 1 — Магнитный пускатель ПМЕ:
1 — основание; 2 — подвижный контактный мост; 3 — неподвижный контакт; 4 — присоединительный зажим; 5 — сердечник; 6 — якорь; 7 — возвратная пружина; 8 — дугогасительная камера.
Наряду с несомненными их достоинствами имеется и ряд недостатков.
Наибольшее число отказов магнитных пускателей в нормальных режимах работы происходит из-за неполадок в контактной системе и обмотке втягивающей катушки. Наиболее характерные из них — спекание контактов и их неплотное прилегание, обрыв электрической цепи на контактах вследствие нагара. Этим ограничивается их
ресурс, который, по статистике составляет около 200000 переключений. Поэтому магнитные пускатели требуют постоянного контроля и периодической зачистки контактов или замены их на новые. От надежности пускателей в значительной степени зависит бесперебойная работа потребителей. Поэтому особую важность приобретает их износоустойчивость, надежность.
Принцип работы тиристорного пускателя заключается в бесконтактном включении и отключении нагрузки, что осуществляется тремя силовыми ключами (рис. 2), каждый из которых представляет собой сочетание двух тиристоров, включенных встречно-параллельно. Один из них пропускает ток в первую половину периода, а другой — во вторую. Цепь включается подачей импульсов управления, синхронных с анодным напряжением. Импульсы управления тиристорами формируются из анодного напряжения тиристоров.
Рисунок 2 — Схема тиристорного пускателя
К особенностям работы тиристорных пускателей можно отнести: достаточную долговечность; не требуют периодического обслуживания; герметичность контактов; возможность применения во взрывоопасных местах.
В настоящей работе, на основании результатов анализа конструкции существующих магнитных и тиристорных пускателей, в схеме функционирования электропривода задвижкой в локальной системе регулирования, обоснован комбинированный магнитный пускатель с микроконтроллерным управлением, обладающий следующими достоинствами:
1. В момент переключения, контролируя сетевое напряжение,
срабатывание в режиме тиристорного пускателя;
2. После переходных процессов и замыкания силовых контактов переход в режим магнитного пускателя;
3. Исключение возникновение искры в момент замыкания и размыкания контактов;
4. Отсутствие спекания контактов и обрыва электрической цепи на контактах вследствие образования нагара.
Библиографический указатель:
1. Лихачев В.Л. Электротехника: Справочник. Том 2. — М.: Издательский дом «СОЛОН-ПРЕСС», 2003. — 449 с.
© Алексеев П.П., 2017
Об авторе:
Алексеев Павел Павлович — магистрант 2-го года обучения института информационных технологий и коммуникаций Астраханского Государственного Технического Университета (АГТУ), г. Астрахань, Российская Федерация.
About author:
Alekseev Pavel Pavlovich, Astrakhan State Technical University, Astrakhan, Russia.
|
Общие сведения Пускатели типа ПТ предназначены для управления трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором и другими активно-индуктивными нагрузками в режимах «включено-выключено» и циклического управления в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. Структура условного обозначения
ПТ-Х-ХХХ-УХЛ4:
Условия эксплуатации
Высота над уровнем моря не более 1000 м.
Технические характеристики
Табл.   Гарантийный срок эксплуатации — 2 года со дня ввода пускателей в эксплуатацию, но не более 3 лет со дня отгрузки потребителям или со дня проследования через государственную границу при поставках на экспорт. Функциональная схема пускателя представлена на рисунке. Рисунок Функциональная схема пускателя ПТ   Пускатель представляет собой трехфазный тиристорный коммутатор с системой управления на интегральных микросхемах, обеспечивающий бесконтактное включение и отключение электрической цепи с активно-индуктивной нагрузкой, регулирование тока нагрузки за счет циклического управления.   Пускатель имеет светодиодную сигнализацию о наличии напряжения сети, о рабочем режиме нагрузки, о срабатывании защит.   Принципиальные электрические схемы пускателей различных токоисполнений и типоисполнений унифицированы и отличаются между собой только количеством элементов платы управления и типом силовых тиристорных модулей.   Принцип работы пускателей заключается в бесконтактном включении, отключении нагрузки в электрическую цепь, что осуществляется силовыми тиристорами.   Управление силовыми тиристорами производится импульсными сигналами.   Сигналы управления тиристорами формируются в схеме управления и подаются через импульсные трансформаторы. Эти трансформаторы, кроме функций согласования нагрузок, выполняют функции гальванического разделения потенциалов цепей управления и силовых цепей. Для уменьшения габаритов, сигналы управления тиристорами модулируются генератором прямоугольных импульсов, вырабатывающим частоту (50+5) кГц. Импульсные трансформаторы расположены на плате выходных каскадов.   Конструктивно пускатель выполнен в виде единого блока. Несущей конструкцией блока является групповой охладитель, выполненный из алюминиевого сплава.   Тиристорные модули БС установлены на групповом охладителе. Ребра охладителя при монтаже должны располагаться вертикально, что обеспечивает нормальное охлаждение способом естественной воздушной конвекции. На охладителе устанавливаются также трансформатор блока питания и боковые стенки.   Над охладителем расположены платы управления, которые крепятся к боковым стенкам и могут открываться для доступа к элементам БС и трансформатора.   Конструкция охладителя позволяет устанавливать пускатель в шкаф НКУ с охлаждающей поверхностью нагрузку через резиновые или войлочные уплотнения. В комплект поставки входят: пускатель; одиночный комплект ЗИП согласно ведомости ЗИП; паспорт, техническое описание и инструкция по эксплуатации; упаковочный лист. Центр комплектации «СпецТехноРесурс» |
Тиристорные контакторы для конденсаторных установок 0,4-0,44 кВ
ТИРИСТОР— полупроводниковый переключатель, переходящий из закрытого положения в открытое (пропускание электрического тока определенного направления) при подаче на его затвор управляющего напряжения.
После снятия управляющего напряжения с затвора или смене полярности приложенного к тиристору напряжения, он закрывается.
НАЗНАЧЕНИЕ
Применяются для коммутации конденсаторов в тиристорных конденсаторных установках и тиристорных фильтровых конденсаторных установках для увеличения скорости срабатывания ступеней.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
| Тиристорный модуль | SLAV-TS25h3 | SLAV-TS50h3 | SLAV-TS75h3 |
| Мощность | 25 квар | 50 квар | 75 квар |
| Номинальный ток | 36 А при 400 В | 72 А при 400 В | 108 А при 400 В |
| Максимальное рабочее напряжение | 690 В | 690 В | 690 В |
| Время повторного включения | 20 мс | 20 мс | 20 мс |
| Степень защиты | IP 00 | IP 00 | IP 00 |
| Клим. исполнение и кат. размещения | УХЛ 4 | УХЛ 4 | УХЛ 4 |
| Габаритные размеры | 180х125х250 | 180х125х250 | 230х150х250 |
| Масса | 2,5 кг | 2,5 кг | 4,0 кг |
КОНСТРУКЦИЯ КОНТАКТОРА
В основе тиристорного контактора лежит принцип работы тиристора. Каждая фаза тиристорного контактора представляет собой два встречнонаправленных тиристора с единым затвором, что делает возможным пропускание переменного электрического тока и управление им.
Исключительно важную роль в работе тиристорного контактора имеет «схема включения»: она вырабатывает импульсы поджига, управляющие тиристорным контактором, когда он находится в полупроводящем состоянии. Импульсы вырабатываются при подаче на контактор постоянного напряжения 8-30В (см. схему).
Чтобы избежать токовых выбросов, импульсы подаются на затвор тиристора в моменты, когда напряжение между анодом и катодом равно нулю. Это означает, что при коммутации конденсаторов напряжение заряда конденсатора должно быть синхронно с напряжением, приложенным ко всей цепи, что позволяет избежать переходных процессов во время коммутации.
ОСОБЕННОСТИ
Для стабильной и надежной работы тиристорного контактора необходимо учитывать некоторые технические особенности. Очень важным является его потребность в не превышении предельных значений скорости нарастания тока dI/dt и скорости изменения напряжения dU/dt.
Отклонение формы напряжения от синусоидальной может вызывать многократное превышение предельных параметров по dI/dt. Возникающие перенапряжения при отключении ступеней или появление «крутого» фронта в отклонениях напряжения могут вызвать превышение предельных для тиристоров параметров dU/dt.
Тиристорные контакторы очень чувствительны к качеству электроэнергии по сравнению с электромеханическими. Поэтому ЗАПРЕЩАЕТСЯ использовать тиристорные контакторы в сетях с недопустимым уровнем гармонических искажений без использования защитных фильтров (антирезонансных дросселей).
Защита от предельных значений dU/dt осуществляется на схеме управления тиристорными модулями. Такая защита выполнена в виде дополнительной RC-цепочки, шунтирующей выводы тиристорного модуля. Наличие конденсатора в этой цепочке не позволяет напряжению на выводах модуля изменяться с превышением допустимых норм dU/dt для данного модуля.
СОБСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО
Основы устройства плавного пуска, принцип работы с примером и преимуществами
Устройство плавного пуска — это любое устройство, которое управляет ускорением электродвигателя с помощью управления приложенным напряжением.
А теперь напомним вкратце о необходимости иметь стартер для любого двигателя.
Асинхронный двигатель может запускаться самостоятельно из-за взаимодействия между потоком вращающегося магнитного поля и потоком обмотки ротора, вызывая высокий ток ротора при увеличении крутящего момента.В результате статор потребляет большой ток, и к тому времени, когда двигатель достигает полной скорости, потребляется большой ток (превышающий номинальный ток), что может вызвать нагрев двигателя и, в конечном итоге, его повреждение. Чтобы этого не произошло, нужны пускатели двигателей.
Пуск двигателя возможен 3 способами
- Подача напряжения полной нагрузки через определенные промежутки времени: Прямой пуск от сети
- Постепенное применение пониженного напряжения: пускатель со звезды на треугольник и устройство плавного пуска
- Пуск ходовой части обмотки: Пускатель автотрансформаторный
Определение плавного пуска
А теперь уделим особое внимание плавному запуску.
С технической точки зрения устройство плавного пуска — это любое устройство, уменьшающее крутящий момент, прилагаемый к электродвигателю. Обычно он состоит из твердотельных устройств, таких как тиристоры, для управления подачей напряжения питания на двигатель. Пускатель работает по тому, что крутящий момент пропорционален квадрату пускового тока, который, в свою очередь, пропорционален приложенному напряжению. Таким образом, крутящий момент и ток можно регулировать, уменьшая напряжение во время запуска двигателя.
Может быть два типа управления с помощью устройства плавного пуска:
Управление открытием : Пусковое напряжение подается со временем, независимо от потребляемого тока или скорости двигателя.Для каждой фазы два SCR подключаются друг к другу, и SCR сначала проводятся с задержкой 180 градусов в течение соответствующих полуволновых циклов (для которых проводит каждый SCR). Эта задержка постепенно уменьшается со временем, пока подаваемое напряжение не возрастет до полного напряжения питания. Это также известно как система изменения напряжения во времени. Этот метод не имеет значения, поскольку он не контролирует ускорение двигателя.
Управление по замкнутому контуру : Любая из выходных характеристик двигателя, таких как потребляемый ток или скорость, отслеживается, и пусковое напряжение изменяется соответствующим образом для получения требуемого отклика.Ток в каждой фазе контролируется, и если он превышает определенную уставку, изменение напряжения по времени останавливается.
Таким образом, основной принцип устройства плавного пуска состоит в том, чтобы управлять углом проводимости тиристоров, подачей напряжения питания.
2 Компоненты базового устройства плавного пуска
- Силовые переключатели , такие как тиристоры, которые должны управляться по фазе, чтобы они применялись для каждой части цикла. В трехфазном двигателе по два тиристора соединены спина к каждой фазе.Коммутационные устройства должны иметь номинальное значение, как минимум, в три раза превышающее линейное напряжение.
- Логика управления с использованием ПИД-контроллеров или микроконтроллеров или любой другой логики для управления приложением напряжения затвора к SCR, то есть для управления углом срабатывания SCR, чтобы заставить SCR проводить в требуемой части цикла напряжения питания.
Рабочий пример электронной системы плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателя
Система состоит из следующих компонентов.
- Два спина к спине SCR для каждой фазы, то есть всего 6 SCR. Схема логики управления
- в виде двух компараторов — LM324 и LM339 для создания уровня и линейного напряжения и оптоизолятора для управления приложением напряжения затвора к каждому тиристору в каждой фазе.
Схема источника питания для обеспечения необходимого напряжения питания постоянного тока.
Блок-схема, показывающая электронную систему плавного пуска для трехфазного асинхронного двигателяНапряжение уровня генерируется с помощью компаратора LM324, инвертирующий вывод которого подается с использованием источника постоянного напряжения, а неинвертирующий вывод подается через конденсатор, подключенный к коллектору NPN-транзистора.Зарядка и разрядка конденсатора приводят к соответствующему изменению выходного сигнала компаратора и изменению уровня напряжения с высокого на низкий. Напряжение этого выходного уровня подается на неинвертирующую клемму другого компаратора LM339, на инвертирующую клемму которого подается линейно нарастающее напряжение. Это линейное напряжение создается с помощью другого компаратора LM339, который сравнивает пульсирующее постоянное напряжение, приложенное к его инвертирующему выводу, с чистым постоянным напряжением на его неинвертирующем выводе и генерирует опорный сигнал нулевого напряжения, который преобразуется в линейный сигнал путем зарядки и разрядки электролитный конденсатор.
Компаратор LM339 3 rd выдает сигнал большой ширины импульса для каждого напряжения высокого уровня, который постепенно уменьшается по мере уменьшения напряжения уровня. Этот сигнал инвертируется и подается на оптоизолятор, который подает стробирующие импульсы на тиристоры. По мере падения уровня напряжения ширина импульса оптоизолятора увеличивается, и чем больше ширина импульса, тем меньше задержка, и постепенно тиристор срабатывает без какой-либо задержки. Таким образом, управляя длительностью между импульсами или задержкой между приложениями импульсов, регулируется угол включения SCR и регулируется подача тока питания, таким образом управляя выходным крутящим моментом двигателя.
Весь процесс представляет собой систему управления без обратной связи, в которой время подачи импульсов запуска затвора на каждый тиристор регулируется в зависимости от того, насколько раньше линейное напряжение снижается от уровня напряжения.
Преимущества мягкого старта
Теперь, когда мы узнали, как работает электронная система плавного пуска, давайте вспомним несколько причин, по которым ее предпочитают другим методам.
-
- Повышенный КПД : КПД системы плавного пуска с твердотельными переключателями выше из-за низкого напряжения в открытом состоянии.
- Управляемый запуск : Пусковой ток можно плавно регулировать, легко изменяя пусковое напряжение, что обеспечивает плавный запуск двигателя без рывков.
- Управляемое ускорение : Ускорение двигателя регулируется плавно.
- Низкая стоимость и размер : Это обеспечивается за счет использования твердотельных переключателей.
Отказ SCR устройства плавного пуска
SCR ограничены максимальным номинальным током, а также максимальным номинальным напряжением.Кроме того, количество пусков в час также ограничено. Сочетание скачков напряжения, слишком большого количества запусков в час или слишком большого тока во время запуска приведет к выходу из строя устройства плавного пуска. Дисбаланс фаз по напряжению или току вызовет отказ SCR, как и однофазное состояние трехфазного двигателя. Что также необходимо учитывать, так это то, что нагрузка запускается. Если это нагрузка с высоким пусковым крутящим моментом, для его работы может потребоваться сверхмощная версия устройства плавного пуска. SCRредко «ломаются», но замыкаются накоротко или, скорее, становятся постоянными проводниками.Единственное, что может вызвать это, — это чрезмерный момент затяжки или давление зажима. Если, с другой стороны, устройство плавного пуска показывает, что один SCR закорочен, то здесь вступают в игру комментарии Теренса Смита. Это будет либо скачок напряжения, либо скачок тока, либо избыточное тепло, вызванное чрезмерным пусковым током или запуском в час.
Но реакторы не особо помогут и увеличат потери пропускной способности в устройстве плавного пуска, я бы не стал тратить на это время.Запуск вращающегося двигателя не является проблемой и для устройства плавного пуска. И то, и другое — потенциальные проблемы с частотно-регулируемым приводом, совершенно разные животные.
Если неисправность SCR касается и несбалансированного пускового тока, существует другая возможность. На соединительной коробке двигателя сбоку двигателя есть 6 болтов с винтами для соединительного кабеля, медных листов звезда-треугольник и катушек двигателя. Самые низкие места на болте — это зажимы катушек двигателя, за которыми следует болт.Над этим болтом находится пластина звезда-треугольник, болт, зажим для кабельного соединения и верхний 3-й болт. Во многих случаях самый нижний винт зажима катушки недостаточно затянут. Электрики по обслуживанию никогда не проверяют их, потому что это не относится к кабельной установке. Во многих случаях они происходили обрывом выходной фазы в инверторах и обрывах фазы в устройствах плавного пуска.
Что такое устройство плавного пуска? Принцип, преимущества, недостатки
Что такое устройство плавного пуска? Принцип, преимущества, недостатки и применение.
Устройства плавного пуска — это усовершенствованный и современный метод пуска асинхронных двигателей. Они в основном используются для пускателей асинхронных двигателей переменного тока с короткозамкнутым ротором, заменяя пусковые схемы звезда-треугольник, компенсирующий переключатель или методы прямого пуска.
Вышеупомянутые методы позволяют снизить пусковой ток, но переключение происходит ступенчато по напряжению. Однако ни один из них не может сравниться с методом плавного пуска (в котором используется устройство плавного пуска).
Устройство плавного пуска ограничивает пусковой ток двигателя для определения крутящего момента, а также устанавливает время пуска, чтобы можно было очень плавно запустить двигатель.
Принцип работы устройства плавного пуска
Принцип пуска устройства плавного пуска основан на быстродействующем полупроводнике, называемом тиристором. Он также известен как кремниевый управляемый выпрямитель (SCR), который может иметь четыре вывода .
Пусковое напряжение электродвигателя уменьшается в зависимости от угла проводимости тиристоров, таким образом уменьшая пики тока. Одна из функций устройства плавного пуска — регулирование мощности двигателя без изменения его частоты.
Для этого тиристоры действуют в двух точках. Один из них — контроль нулевого напряжения и контроль нулевого тока.
Схема управления должна синхронизировать запускающие импульсы от последнего нулевого значения формы волны, как напряжения, так и тока. Датчик может преобразовывать ток либо в однофазный, либо в каждую фазу, имеющуюся в системе.
Конструкция устройства плавного пуска
Устройства плавного пуска в основном состоят из двух частей.
Блок питания состоит из рассеивателя тепла и тиристоров, которые управляются платой логической схемы, составляющей блок управления.
Обычно используется микропроцессорное управление. Иногда вместо предохранителей используется автоматический выключатель, чтобы гарантировать безупречную защиту тиристора во время неисправности. кроме того, на стороне питания предусмотрено реле тепловой защиты.
Однако эта защита обеспечивается внутри устройства плавного пуска, поэтому ее не требуется устанавливать снаружи.
Этот стартер также используется в схеме звезда-треугольник. Во время периода пуска контактор A замкнут, а B разомкнут, поэтому мощность передается на двигатель через устройство плавного пуска, которое мягко запускает двигатель.
Через некоторое время B замыкается, устройство плавного пуска отключается от источника питания, и питание подается непосредственно на двигатель.
Как работает устройство плавного пуска?
Регулируя угол включения тиристоров, можно управлять напряжением, подаваемым на двигатель. При правильной настройке переменных крутящий момент и ток регулируются в соответствии с потребностями нагрузки, то есть требуемый ток будет минимальным, необходимым для ускорения нагрузки без изменения частоты.
Устройства плавного пуска, которые с помощью микропроцессорной команды управляют тиристорами, которые регулируют напряжение, подаваемое на статор двигателя.Таким образом защитите электрическую сеть от высоких пусковых токов.
Некоторые характеристики устройств плавного пуска
- Регулировка пускового напряжения в течение заданного времени,
- Импульс напряжения при пуске для нагрузок с высоким пусковым моментом,
- Быстрое снижение напряжения до регулируемого уровня (уменьшение гидравлических ударов в насосных системах),
- Защита от обрыва фазы, перегрузки по току, минимального тока и т. д.
- Устройства плавного пуска имеют микропроцессорную обработку и предназначены для ускорения (или замедления) и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей.
Преимущества устройства плавного пуска
- Устройство плавного пуска — это электронный тиристорный модуль для плавного пуска трехфазных асинхронных двигателей. Модуль заменяет традиционный Звездный Треугольник.
- В устройствах плавного пуска используются электронные компоненты, размер пускателя очень мал. Современные микропроцессоры универсальны и потребляют мало энергии. Таким образом можно разработать небольшое оборудование с низкими эксплуатационными расходами.
- Простота в эксплуатации и плавность запуска.Это уменьшает удары и удары в механической системе.
- Его преимущество заключается в том, что он не вызывает толчков в системе, ограничивает пусковой ток, избегает пиков тока, а также включает плавные остановки и защиты.
- Также способствует экономии энергии, широко используется в холодильных и насосных системах. Применение микропроцессоров со временем резко расширяется. Одна из причин широкого распространения микропроцессоров — их низкая стоимость.
- Это оборудование может заменить человеческий труд, который часто используется при выполнении повторяющихся задач. По этим причинам в цепи управления устройства плавного пуска используется микроконтроллер / микропроцессор.
Недостатки устройства плавного пуска
- Устройства плавного пуска обычно дороги.
- Накопление тепла значительно увеличивает внутреннюю температуру панели. (Обратите внимание на панельные пылевые фильтры и вытяжные вентиляторы).
Применение устройства плавного пуска
Устройства плавного пускамогут использоваться в самых разных приложениях.
Его основные находятся в:
- Центробежные насосы (канализация, орошение, масло)
- вентиляторы, вытяжные устройства и нагнетатели
- Воздушные и холодильные компрессоры
- Смесители и аэраторы
- Дробилки и измельчители
Ссылка: Электрические установки Джона Блауса.
Автор: Р. Джаган Мохан Рао
Если вам понравилась эта статья, то подпишитесь на наш канал YouTube с видеоуроками по ПЛК и SCADA.
Вы также можете подписаться на нас в Facebook и Twitter, чтобы получать ежедневные обновления.
Читать дальше:
Что такое устройство плавного пуска и как оно работает
Вы когда-нибудь задумывались, существует ли альтернативный способ запуска двигателей ваших различных машин и единиц оборудования? Обычный стартап выполняет свою работу, но во многих отношениях она не идеальна. Есть ли альтернативный метод, который вы могли бы использовать? Если так, то, что это?
Если вы когда-либо задавали себе какой-либо из этих вопросов, мы рады сообщить вам, что ответ положительный — есть альтернативный метод.Это называется «мягкий старт». Сегодня мы потратим немного времени на то, чтобы обсудить это с вами.
Что такое плавный пуск двигателя?
Устройство плавного пуска — это дополнительное устройство, которое может быть добавлено к обычному электродвигателю переменного тока, что позволит двигателю использовать другой метод запуска. Назначение этого устройства — снизить нагрузку на двигатель во время типичной фазы включения двигателя.
Для этого устройство плавного пуска будет медленно и постепенно подавать на двигатель возрастающие напряжения.Это обеспечивает плавное ускорение мощности вместо внезапного и резкого скачка мощности, который потенциально может вызвать повреждение двигателя и машины в целом.
В то время как в большинстве типичных запусков в двигатель сразу подается электрический ток, плавный пуск обеспечивает плавный и устойчивый линейный наклон мощности. Это снижает общий износ цепей двигателя, в результате чего в целом машина становится более здоровой, и вероятность ее быстрого выхода из строя снижается. В зависимости от того, какую конкретную модель устройства плавного пуска вы выберете, некоторые из них могут регулировать пусковое напряжение и время, необходимое для полного включения двигателя.
Как работает мягкий старт?
По сути, устройство плавного пуска работает, контролируя величину напряжения, протекающего через цепи двигателя. Это достигается за счет ограничения крутящего момента в двигателе. Это, в свою очередь, позволяет устройству плавного пуска снижать напряжение и позволяет ему постепенно прекращать снижение напряжения, чтобы обеспечить плавное изменение тока.
В дополнение к этому в некоторых моделях устройств плавного пуска могут использоваться твердотельные устройства. Эти устройства являются еще одним средством управления количеством электрического тока, протекающего через двигатель.Это позволяет устройству плавного пуска управлять током в трех отдельных фазах, чтобы обеспечить более точные уровни управления.
Многие электрические устройства плавного пуска также используют серию кремниевых выпрямителей (SCR) или тиристоров, чтобы ограничить напряжение до более управляемой величины для двигателя, когда он начинает запускаться. Эти тиристоры имеют состояние ВКЛ, когда они позволяют току течь, и состояние ВЫКЛ, где они контролируют и ограничивают электрический ток. Когда вы включаете свою машину, эти SCR активируются, ограничивают напряжение, а затем расслабляются, когда машина достигает полной мощности.Это снижает нагрев двигателя и снижает общую нагрузку.
Хотя электрические устройства плавного пуска являются одним из примеров возможного решения для плавного пуска, они не единственное доступное решение. Существуют также механические варианты, которые меньше зависят от электрического тока и больше от физических и механических решений.
В механических устройствах плавного пускаиспользуются муфты и различные муфты, в которых используются жидкости, стальная дробь или магнитные силы для уменьшения крутящего момента двигателя. Как обсуждалось ранее, это ограничивает скачок напряжения, протекающего через двигатель, и позволяет ему включаться более мягко и легко.
Какие общие области применения устройств плавного пуска?
Теперь, когда у вас есть некоторый опыт в том, что такое мягкий пуск, как он работает и для чего он используется, возникает следующий логичный вопрос: когда мне нужен плавный пуск? Он нужен для каждого мотора? Это необходимо только для некоторых ваших машин, или вам следует установить устройство плавного пуска на каждый свой двигатель?
Первый ответ: ни один двигатель не нуждается в устройстве плавного пуска. Без них может обойтись любой мотор.Это означает, что вы не должны испытывать чрезмерного давления при их установке.
Тем не менее, существует множество двигателей, для которых установка устройства плавного пуска принесет большую пользу, и некоторые двигатели выиграют больше, чем другие. Это связано с тем, что некоторые двигатели более подвержены поломке и износу из-за избыточного электрического тока во время фазы запуска. Вот лишь несколько мест, где устройства плавного пуска обычно используются для облегчения процесса запуска:
1. Насосы
В различных применениях насосов существует риск скачков напряжения. При установке устройства плавного пуска и постепенной подачи электрического тока на двигатель этот риск значительно снижается.
2. Конвейерные ленты
С конвейерными лентами всегда возможно, что внезапный запуск может вызвать проблемы. Ремень может дергаться и смещаться. Обычный пуск также увеличивает ненужную нагрузку на компоненты привода ремня.При установке устройства плавного пуска ремень будет запускаться более плавно, и у ремня будет больше шансов оставаться на правильном пути.
3. Вентиляторы и аналогичные системы
В системах с ременными приводами потенциальные проблемы аналогичны тем, которые возникают с конвейерными лентами. Внезапный и резкий старт означает, что ремень может соскользнуть с пути. Мягкий запуск исправляет эту проблему.
4. Электрические вертолеты
Нетрудно понять, почему для вертолета может быть катастрофой внезапный, резкий старт.Это может быть опасно, если пропеллеры внезапно и резко начнут работать с внезапным всплеском. Вместо этого мягкий пуск позволяет гребным винтам запускаться плавно.
В чем преимущество использования устройств плавного пуска?
Почему вам следует использовать устройства плавного пуска? В конце концов, это будет означать вложение дополнительных денег. Это действительно того стоит? Стоит ли вкладывать свое время и деньги в это дополнение к вашему мотору?
Хотя это зависит от самого двигателя, мы думаем, что оно того стоит.Вот некоторые из основных преимуществ, которые вы можете ожидать от установки устройства плавного пуска на свой двигатель:
1. Сниженное потребление энергии
Снижение количества энергии, необходимой вашим машинам, всегда является идеальной целью. Имеет смысл только то, что устройство плавного пуска способствовало этому. При обычном запуске двигатель немедленно начинает расходовать максимальное количество энергии и продолжает это делать в течение всего времени работы двигателя.
При плавном пуске напряжение постепенно нарастает до максимума.Это означает, что в целом расходуется меньше энергии.
2. Снижение риска скачков напряжения
Когда максимальное напряжение немедленно достигает вашего двигателя, чтобы запустить его, всегда существует вероятность того, что цепи будут перегружены, и ваш двигатель испытает скачок напряжения. Плавный пуск — отличная мера защиты от скачков напряжения. Вместо того, чтобы бросать в цепи сразу всю мощность, напряжение нарастает постепенно.
3. Регулируемое время разгона
Не все устройства плавного пуска оснащены этой опцией, но некоторые из них есть, и это дает значительное преимущество. С помощью этой опции вы можете выбрать, сколько времени вы хотите, чтобы ваш двигатель включался.
Если вы знаете, что ваш двигатель или машина склонны к скачкам напряжения или, например, старые и изношенные, вы можете настроить их на некоторое время для включения. Если, с другой стороны, вы знаете, что ваша машина прочная и надежная, возможно, у вас все в порядке, если ей потребуется меньше времени для включения.В любом случае такая гибкость и настраиваемость — огромное преимущество.
4. Потенциальное увеличение количества возможных пусков в час
Для обычного включения двигателя требуется много энергии. Это означает, что, в зависимости от машины, она может не включать чрезмерное количество раз в течение определенного часа.
Однако при плавном пуске ваш двигатель будет расходовать меньше энергии при каждом включении, а это означает, что он может включаться чаще.
5. Снижение риска перегрева
Сильный скачок энергии, связанный с обычным запуском, иногда может вызвать перегрев двигателя. Этот перегрев может быть безвредным, но он также может привести к временному отключению двигателя и даже вызвать его долговременное повреждение.
Само собой разумеется, что мягкий пуск не требует этого начального выброса мощности. Вместо этого на двигатель подается небольшой скачок электричества, что значительно снижает риск перегрева.
6. Повышение операционной эффективности
Обычные стартапы иногда могут работать отлично. Однако в других случаях они могут вызвать проблемы. Двигатель может перегреться. Машина может работать неправильно. Возможно, произошел скачок напряжения.
Поскольку риск этих проблем устраняется или значительно снижается с плавным пуском, ваша машина сможет работать более эффективно и с меньшим риском проблем и повреждений.
7. Увеличенный срок службы
Невозможно гарантировать что-то вроде срока службы машины.Все может случиться, и в любой момент может произойти повреждение. Однако можно поспорить, что, добавив к машине устройство плавного пуска, вы продлите срок ее службы.
В этом есть смысл — вы снижаете риск многих инцидентов и несчастных случаев, которые могут привести к окончанию срока службы машины.
В чем разница между плавным пуском и ЧРП?
ЧРП имеет некоторое сходство с устройством плавного пуска, но существует достаточно различий, чтобы выделить его в отдельный класс.ЧРП, официально известный как частотно-регулируемый привод, представляет собой устройство управления двигателем, которое контролирует скорость асинхронного двигателя переменного тока. Это означает, что он может контролировать, насколько быстро двигатель работает во время циклов пуска и останова, а также во время обычного рабочего цикла.
Исходя из этого, легко увидеть сходство между ЧРП и плавным пуском. У обоих есть способ контролировать количество мощности, проходящей через двигатель во время его запуска, и оба могут помочь предотвратить такие вещи, как скачки напряжения и проблемы во время запуска.Однако они различаются по методу, который они используют для достижения этой цели.
Что следует использовать: устройство плавного пуска или частотно-регулируемый привод?
ЧРП обычно предпочтительнее, если вашей главной целью является экономия энергии. Это связано с тем, что частотно-регулируемый привод ограничивает не только скорость двигателя во время фазы включения. Это также может помочь вам контролировать скорость во время обычного рабочего цикла, а также во время фазы отключения питания. Это делает их идеальными для снижения мощности, когда она не нужна, что приводит к снижению общих затрат энергии.
Частотно-регулируемые приводытакже являются хорошим выбором в ситуациях, когда важно иметь возможность контролировать скорость и плавность работы машины. Под это описание подходят такие приложения, как лифты и эскалаторы. В таких приложениях вы сможете контролировать постоянную скорость этих единиц оборудования и предотвращать неожиданные скачки напряжения.
Каковы некоторые общие причины неудач плавного запуска?
Каким бы прекрасным ни был плавный пуск, он не безошибочен.Как и в случае с любым другим оборудованием или механизмами, правильное сочетание проблем может привести к их выходу из строя или поломке. Хотя в обозримом будущем устройство плавного пуска должно быть в хорошем рабочем состоянии, вы никогда не знаете, что может случиться.
Если вы заметили проблему или неисправность в устройстве плавного пуска, это может быть связано с одной из следующих проблем:
- Слишком много тепла: Как упоминалось ранее, перегретая машина может вызвать множество других проблем.Вероятность перегрева машины с плавным пуском ниже, чем у машины с обычным пуском, но это все же возможно.
- Слишком высокое напряжение: Поскольку вся цель плавного пуска состоит в том, чтобы сначала ограничить величину электрического тока, это маловероятно. Однако, если во время запуска на двигатель подается более высокое напряжение, чем обычно, это может привести к проблемам.
- Слишком большой ток: Это проблема, аналогичная проблеме слишком большого напряжения.Если вначале в двигатель будет протекать слишком большой ток, это может привести к перегрузке цепей и неисправности.
Хотя это может показаться, что плавный пуск чреват проблемами и сбоями, на самом деле все наоборот. Плавный запуск делает ваши двигатели и оборудование менее склонными к сбоям и отлично защищает их от таких вещей, как перегрев и скачки напряжения. Они также значительно продлевают срок службы большинства двигателей.
Нельзя сказать, что плавный пуск никогда не выходит из строя и не вызывает проблем, но, как правило, он очень надежен и обеспечивает дополнительный уровень безопасности и защиты ваших двигателей.
Ремонт устройств плавного пуска
Свяжитесь с Global Electronic Services для решения любых проблем, связанных с ремонтом сегодня
Есть ли у вас двигатели, промышленная электроника, гидравлика или другое оборудование, которые нуждаются в обслуживании и ремонте? Если да, то Global Electronic Services всегда готова помочь. Наш стандартный срок ремонта составляет от одного до пяти дней, и мы также предлагаем срочные услуги от одного до двух дней, если работа требует срочного внимания. Чтобы начать ремонт, просто свяжитесь с нами и запросите ценовое предложение.Если у вас возникнут дополнительные вопросы, мы будем рады ответить на них по телефону 877-249-1701.
Запросить цену
Выбор между частотно-регулируемым приводом и устройством плавного пуска
Электродвигатели находят множество применений в жилых, коммерческих и промышленных зданиях. Однако двигатели должны иметь соответствующие средства управления и защиты для обеспечения длительного срока службы и правильной работы. Когда двигатели запускаются при полном напряжении, высокий пусковой ток и пусковой момент могут сократить их срок службы.Для защиты двигателей от этого используются несколько методов пуска, включая устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы (VFD).
Пускатели защищают не только двигатели, но и другие электрические устройства и механические компоненты:
- Нагрузки двигателя не подвергаются внезапному пусковому крутящему моменту.
- Другие электрические устройства не подвержены падению напряжения из-за пускового тока.
Сравнивая устройство плавного пуска и частотно-регулируемый привод, нельзя сказать, что одно устройство лучше другого.Устройство плавного пуска предназначено исключительно для запуска двигателей при пониженном напряжении, в то время как частотно-регулируемый привод также может управлять скоростью работающего двигателя. При заданной мощности двигателя ЧРП дороже из-за дополнительных функций. Использование частотно-регулируемого привода для двигателя, не требующего регулировки скорости, — пустая трата средств.
Повысьте безопасность и сэкономьте энергию в вашем здании с помощью профессионального электрического проектирования.
В этой статье сравниваются устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы с указанием некоторых подходящих приложений для каждого устройства.Оба устройства используют силовую электронику, но их внутренние компоненты разные.
Когда использовать устройство плавного пуска?
В устройстве плавного пуска используется массив из шести тиристоров или кремниевых выпрямителей (SCR) для уменьшения пускового тока и крутящего момента трехфазного двигателя. Тиристор можно описать как электронный «клапан», который пропускает ток только в одном направлении и только при подаче управляющего сигнала. Шесть тиристоров необходимы для трехфазного питания, поскольку есть три напряжения переменного тока, которые переключают полярность с частотой 60 Гц — для каждой фазы требуется два тиристора, каждый для разной полярности.
Когда в электродвигателе используется устройство плавного пуска, шесть тиристоров используются как клапаны, ограничивающие трехфазное напряжение. Вместо того, чтобы сразу подавать номинальное напряжение, устройство плавного пуска отсекает часть формы волны напряжения, что ограничивает как пусковой ток, так и пусковой момент.
Схема SCR, используемая устройством плавного пуска, может ограничивать напряжение, но частота остается на уровне 60 Гц. Поскольку скорость работающего двигателя зависит от частоты, устройство плавного пуска не может снизить частоту вращения. Однако это не проблема в приложениях, где двигатель всегда работает на полной скорости.
Устройства плавного пускаполезны, когда двигатели работают с большими нагрузками, которым для начала вращения требуется большой ток и крутящий момент. Эти нагрузки включают промышленное оборудование, вентиляторы пылесборников и насосные системы с постоянным потоком.
Когда использовать частотно-регулируемый привод?
Как упоминалось выше, частотно-регулируемый привод может управлять как напряжением, так и частотой, подаваемыми на электродвигатель. Это означает, что частотно-регулируемый привод можно использовать в качестве стартера, но он также может снизить скорость в приложениях, где изменяется рабочая нагрузка двигателя.Регулирование напряжения и частоты возможно благодаря трехступенчатому процессу:
- Источник переменного напряжения преобразуется в постоянное с помощью выпрямителя.
- Затем сигнал постоянного тока фильтруется для улучшения качества электроэнергии.
- Наконец, инвертор преобразует постоянный ток обратно в переменный ток с требуемым напряжением и частотой.
Поскольку частотно-регулируемый привод регулирует как напряжение, так и частоту, он также может регулировать соотношение В / Гц, которое определяет крутящий момент. Снижение напряжения работающего двигателя обычно вызывает более высокий ток и перегрев, что отрицательно сказывается на производительности и сроке службы.Однако, когда напряжение и частота уменьшаются, электродвигатель может замедляться без негативных последствий.
ЧРПполезны, когда двигатели имеют переменную рабочую нагрузку, а экономия энергии более 20% обычна при снижении скорости. Например, частотно-регулируемый привод может замедлить работу насосной системы здания при низком потреблении воды или снизить интенсивность вентиляции при низкой загруженности. В обоих случаях есть прекрасная возможность сэкономить электроэнергию.
Заключение
Когда двигатели запускаются при полном напряжении, высокий пусковой ток и пусковой момент могут повредить их и другие компоненты.И устройства плавного пуска, и частотно-регулируемые приводы снижают пусковой ток за счет ограничения напряжения, но между этими устройствами также есть важные различия.
Инженеры-электрики рекомендуют устройства плавного пуска, когда двигателям нужна только система пуска, и частотно-регулируемые приводы, когда двигателям также требуется регулирование скорости во время работы. Устройство плавного пуска не может экономить энергию за счет замедления двигателя с переменной нагрузкой, а частотно-регулируемый привод тратит свою способность регулирования скорости, когда используется только в качестве пускателя.
Сделайте устройство плавного пуска для нагрузок переменного тока
Для больших индуктивных нагрузок переменного тока очень важной схемой является устройство плавного пуска.Устройство плавного пуска снижает начальную подачу питания на нагрузку и потенциально снижает электрическое и механическое поражение устройства. Специально моторы. Устройство плавного пуска также снижает всплески начального тока для любой нагрузки переменного тока. Мощность медленно передается на нагрузку, что снижает нагрузку на нагрузку. В этой статье мы научимся делать устройство плавного пуска для нагрузки переменного тока.
Заявление об отказе от ответственности: Электричество всегда опасно. Для работы с электричеством требуется соответствующее умение.Работайте на свой страх и риск. Автор не будет нести ответственности за любое неправильное использование, вредные действия или любую ошибку, которую вы совершите. Содержимое этого веб-сайта уникально и защищено авторским правом. Пожалуйста, не совершайте бессмысленных действий, копируя и заявляя, что это ваше. Большинство статей, опубликованных здесь, хранятся в открытом доступе, чтобы помочь вам. Возьмите знания бесплатно и используйте их, но если вам интересно, вы можете купить готовые ресурсы, предлагаемые здесь. Если вам нужна помощь или руководство, не стесняйтесь комментировать ниже, автор постарается вам помочь.Спасибо.
Использование устройств плавного пуска:
Когда к источнику питания подключена большая нагрузка, в нагрузку протекает импульсный ток. Этот импульсный ток намного выше, чем ток нормальной нагрузки. Специально для индуктивных нагрузок. Когда индуктор холодный или не находится под напряжением, он работает как короткое замыкание. Представьте себе такую катушку индуктивности:
Что произойдет, если на этот индуктор будет подано напряжение переменного тока? Пусковой ток, который также известен как переходный ток, будет проходить через эту катушку индуктивности.Почему? Когда индуктор не был под напряжением, он был холодным. В холодном состоянии сопротивление индуктора очень низкое. Вот почему при включении питания из-за этого пути с низким сопротивлением протекает пусковой ток. Но когда катушка находится под напряжением из-за магнитного потока, она потребляет только постоянный ток, который довольно мал. Режим чтения об устройстве плавного пуска из Wiki.
Этот бросок тока может повредить систему, а также соединительные кабели. Вот почему при большой индуктивной нагрузке или в некоторых других типах больших нагрузок устройство плавного пуска очень помогает снизить пусковой ток.
Для индукторов лучше всего работает устройство плавного пуска.
Типы устройств плавного пуска:
Устройство плавного пуска может быть разных типов. В некоторых старых системах для изготовления устройства плавного пуска используются регулируемые трансформаторы и мотор-редукторы. В некоторых системах используются симисторы, в некоторых — резисторы и реле. По конфигурации устройство плавного пуска можно разделить на:
- Электромеханическое устройство плавного пуска
- Устройство плавного пуска на основе тиристоров
- Устройство плавного пуска на основе переключателя с задержкой RLC
Устройство плавного пуска с электромеханическим приводом:
Этот метод очень старый и использовался в старых системах, когда электроника еще не была так хорошо знакома.В системах этого типа используются переменные трансформаторы. Которая работала как устройство плавного пуска с регулируемым напряжением.
Переменный трансформаторВ настоящее время мы знаем это как variac. Подумайте об этом большом громоздком устройстве, которое раньше использовалось в качестве устройства плавного пуска. В настоящее время после электроники наиболее популярными устройствами для этой цели являются тиристоры.
Устройство плавного пуска с тиристором:
Как вы научились делать схему диммера переменного тока в моей предыдущей статье, вы знаете, как работает диммер переменного тока на основе тиристора.Если вы пропустили это, я попрошу прочитать это еще раз отсюда: «Схема диммера AC с TRIAC ».
Теперь вы знаете, как работает тиристор для регулирования яркости. Эта технология диммера переменного тока может использоваться в качестве цепи плавного пуска. В устройстве плавного пуска нагрузка приводится в действие с максимального угла зажигания, чтобы обеспечить самое низкое состояние переключения, а затем постепенно угол уменьшается до нуля до полного переключения.
Регулировка угла включения тиристора для управления нагрузкойЭто очень простой метод изготовления устройства плавного пуска.Современные устройства плавного пуска сконструированы на основе этой методики. Увеличенная емкость, добавлены некоторые другие функции, такие как предотвращение короткого замыкания, обрыва фазы, замыкания на землю и т. Д.
Современное устройство плавного пуска на базе тиристорного регулятора угла зажигания составляет:
Хотя используется метод трехфазных асинхронных двигателей звезда-треугольник (-), для некоторых нагрузок переменного тока необходимо использовать электронные устройства плавного пуска, особенно для больших нагрузок.
Устройство плавного пуска на основе переключателя задержки RLC:
Это самый простой в качестве устройства плавного пуска.В схеме плавного пуска этого типа используется резистивное (R), индуктивное (L) или емкостное (C) устройство. Для небольших нагрузок этот тип устройства плавного пуска очень популярен. В зависимости от характера нагрузки используется R, L или C. Я говорю что-то вроде этого:
Резистивный выключатель устройства плавного пускаИли это:
Индуктивный переключатель плавного пускаИли даже так:
Емкостной выключатель устройства плавного пускаПоследний не так популярен для устройств плавного пуска, и использование индуктора на переключателе тоже нехорошо.Потому что в качестве устройства плавного пуска необходимо использовать большую катушку индуктивности. Но он используется в сильноточных случаях, особенно в цепях на основе SMPS. Он работает как механическая пружина, поглощающая колебания.
Самым популярным в этом типе является использование резистора на переключателе и цепи задержки. Использование резистора делает устройство плавного пуска компактным и экономичным.
Теперь переключатель задержки завершит работу резистивного устройства плавного пуска.
Принципиальная схема резистивного устройства плавного пуска:
Это схема переключателя с очень малой задержкой и резистивным устройством плавного пуска.Конденсатор C1 и зарядный резистор R1 образуют схему синхронизации RC, которая создает время задержки. Это время задержки можно рассчитать по
.Задержка = 1.1RC. Но лучше всего использовать переменный резистор в позиции R1. Затем настройтесь на необходимое вам время. Резистор R3 работает как разрядный резистор для конденсатора C1. Когда переключатель питания выключен, этот разрядный резистор разряжает конденсатор C1. Есть еще один резистор (R4) на конденсаторе C2. Он также используется для разряда конденсатора С2.
Так зачем нам использовать разрядные резисторы на конденсаторе? Представьте себе, что произойдет, когда питание отключится и через несколько секунд оно вернется в норму? Наш переключатель задержки работать не будет. Он будет включен напрямую, потому что конденсаторы уже заряжены, что приведет к включению транзистора. Но если разрядить конденсаторы, этого не произойдет. Каждый раз при отключении электроэнергии наша схема задержки срабатывает.
Да, если питание вернется через несколько секунд, это займет меньше времени, чем в первый раз, но задержки будет достаточно для формирования нашей схемы плавного пуска.
Тест резистивного устройства плавного пуска:
Здесь, в моделировании в Proteus, вы можете увидеть, как работает задержка.
Это очень простой, но он очень помогает при различных индуктивных нагрузках мягко включаться. Теперь мы можем сделать это более контролируемым способом, используя механизм цепи диммера. Если вы пропустили эту статью, посетите: « Сделайте диммер переменного тока с PIC12F675 и TRIAC ».
Устройство плавного пуска, регулирующее угол зажигания TRIAC:
Как мы это знаем, мы можем управлять выходной мощностью TRIAC, контролируя его угол зажигания и доставляя требуемый выход (% входного сигнала) на нагрузку.Если мы используем этот угол открытия таким образом, чтобы вначале передавалась наименьшая мощность нагрузки, а затем постепенно увеличивали мощность до полной за определенное время (около 2/3 секунд или 5 секунд максимум), то он будет работать как управляемый мягкий стартер.
Так почему он называется управляемым устройством плавного пуска? Потому что мы можем контролировать каждый его шаг. Если мы хотим полностью контролировать свое время, мы можем. Если мы хотим предоставить определенную силу, мы можем. Даже если мы хотим интегрировать датчик тока или напряжения, мы можем.Именно поэтому его называют управляемым устройством плавного пуска.
Принципиальная схема управляемого устройства плавного пуска:
Здесь транзистор Q1, резисторы R4 и R5 используются для схемы детектора перехода через нуль. Сигнал подается на вывод INT микроконтроллера. Микроконтроллер генерирует синхронизирующий импульс для TRIAC, который доставляется на затвор TRIAC через оптопару MOC3021. Время задержки между сигналом перехода через ноль и сигналом включения TRIAC медленно уменьшается.Таким образом выполняется мягкий пуск.
Практическое задание:
Примечание. Если у вас тяжелый груз и вы не нагнетаете давление в TRIAC, вы можете использовать реле на нем. Когда полное переключение будет выполнено, просто включите реле. Затем через некоторое время отключается стробирующий сигнал TRIAC. таким образом, TRIAC будет долговечным и будет отдыхать, когда нагрузка будет полностью загружена.
Вывод:
В этой статье мы увидели, как работает устройство плавного пуска, и сделали два типа устройств плавного пуска.Для небольших нагрузок и когда не требуется управляемый пуск, вы можете использовать устройство плавного пуска на основе резистивного переключателя задержки, которое очень мало и легко в изготовлении. А когда вам нужен управляемый запуск, вы можете использовать устройство плавного пуска на базе TRIAC.
Надеюсь, этот проект был вам полезен. Если вы сделаете такую для себя, мне будет очень приятно. Если вам понадобится помощь, дайте мне знать. Поделитесь этим проектом и подпишитесь на мой блог. Спасибо.
JLCPCB — всего 2 доллара за прототип печатной платы (любого цвета)
Круглосуточная быстрая обработка, отличное качество и непревзойденные цены
Приветственный бонус $ 18 за новые регистрации Сейчас !!! https: // jlcpcb.com
Проверьте это: 5 самых крутых мультиметров, которые можно купить
В чем разница между частотно-регулируемым приводом и устройством плавного пуска.
Устройства плавного пуска и частотно-регулируемые приводы — это два продукта различного назначения. VFD предназначен для управления скоростью двигателя переменного тока, он не только изменяет выходное напряжение, но и изменяет частоту; Устройство плавного пуска — это фактически регулятор для запуска двигателя, просто изменяющий выходное напряжение. Частотно-регулируемый привод имеет все функции устройств плавного пуска, но его цена намного выше, чем у устройств плавного пуска, а его конструкция намного сложнее.Преобразователь частоты преобразует источник питания (50 Гц или 60 Гц) в мощность переменного тока различной частоты для управления работой электродвигателя с переменной скоростью. Есть несколько способов определить ЧРП. Основываясь на методах работы главной цепи, его можно разделить на VFD типа напряжения и VFD тока; Основываясь на методах переключения, его можно разделить на привод с управлением PAM, привод с управлением PWM и привод с управлением PWM с высокой несущей частотой; Основываясь на принципе работы, его можно разделить на V / F-управление VFD, управление частотой скольжения и VFD-управление с векторным управлением и т. Д.; В зависимости от использования его можно разделить на универсальный частотно-регулируемый привод, высокопроизводительный специализированный частотно-регулируемый привод, высокочастотный частотно-регулируемый привод, однофазный частотно-регулируемый привод.
Устройство плавного пуска — это набор устройств плавного пуска / останова двигателя, устройств энергосбережения при малой нагрузке и различных защитных функций для управления двигателями.
В устройстве плавного пуска в качестве регулятора используются три противоположных параллельных тиристора, подключенных к источнику питания и статору двигателя. При использовании устройства плавного пуска для запуска двигателя выходное напряжение тиристора постепенно увеличивается, а двигатель постепенно ускоряется до полного включения тиристора.Двигатель работает при номинальном напряжении для обеспечения плавного пуска, снижения пускового тока и предотвращения отключения при пуске из-за перегрузки по току. Когда двигатель достигает номинальных оборотов в минуту, процесс запуска завершается, устройство плавного пуска использует байпасный контактор для замены тиристора, чтобы обеспечить номинальное напряжение на двигатель, чтобы уменьшить тепловые потери тиристора, продлить срок службы устройства плавного пуска и повысить эффективность, а также Избегайте гармонического загрязнения электросети.